package com.dbh.alg.algorithm.hot100.图论;

import java.util.ArrayList;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;
import java.util.Queue;

/**
 * 你这个学期必须选修 numCourses 门课程，记为 0 到 numCourses - 1 。
 * <p>
 * 在选修某些课程之前需要一些先修课程。 先修课程按数组 prerequisites 给出，其中 prerequisites[i] = [ai, bi] ，表示如果要学习课程 ai 则 必须 先学习课程  bi 。
 * <p>
 * 例如，先修课程对 [0, 1] 表示：想要学习课程 0 ，你需要先完成课程 1 。
 * 请你判断是否可能完成所有课程的学习？如果可以，返回 true ；否则，返回 false 。
 * <p>
 *
 *
 * 示例 1：
 * <p>
 * 输入：numCourses = 2, prerequisites = [[1,0]]
 * 输出：true
 * 解释：总共有 2 门课程。学习课程 1 之前，你需要完成课程 0 。这是可能的。
 * 示例 2：
 * <p>
 * 输入：numCourses = 2, prerequisites = [[1,0],[0,1]]
 * 输出：false
 * 解释：总共有 2 门课程。学习课程 1 之前，你需要先完成​课程 0 ；并且学习课程 0 之前，你还应先完成课程 1 。这是不可能的。
 * <p>
 *
 * 提示：
 * <p>
 * 1 <= numCourses <= 2000
 * 0 <= prerequisites.length <= 5000
 * prerequisites[i].length == 2
 * 0 <= ai, bi < numCourses
 * prerequisites[i] 中的所有课程对 互不相同
 */
public class Leetcode207_课程表 {

    public boolean canFinish(int numCourses, int[][] prerequisites) {
        // 邻接表示有向图：graph[i]存储课程i的所有后续课程
       List<List<Integer>> graph = new ArrayList<>();
       // 入度数组：indegree[i]表示课程i的先行课数量
        int[] indegree = new int[numCourses];

        // 初始化图：每个课程对应一个空列表
        for (int i = 0; i < numCourses; i++) {
            graph.add(new ArrayList<>());
        }

        // 构建图结构和入度数组
        for (int[] prereq : prerequisites) {
            // 目标课程
            int target = prereq[0];
            // 先行课程
            int prerequisite = prereq[1];
            // 添加边：先行课->目标课
            graph.get(prerequisite).add(target);
            // 目标课程的入度增加
            indegree[target]++;
        }

        // 使用对列存储当前入度为0的课程（可直接学习的课程）
        Queue<Integer> queue = new LinkedList<>();
        for (int i = 0; i < numCourses; i++) {
            if (indegree[i] == 0) {
                queue.offer(i);
            }
        }

        // 已完成的课程计数
        int learnedCount = 0;

        // 拓扑排序过程
        while (!queue.isEmpty()) {
            Integer current = queue.poll();
            learnedCount++;

            // 遍历当前课程的所有后续课程
            for (int next : graph.get(current)) {
                // 后续课程的入度减1（解除依赖）
                indegree[next]--;
                // 如果后续课程不再有前置要求
                if (indegree[next] == 0) {
                    // 加入可学习对列
                    queue.offer(next);
                }
            }
        }
        // 如果完成课程数等于总数，则可行；否则存在循环依赖
        return learnedCount == numCourses;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Leetcode207_课程表 leetcode207_课程表 = new Leetcode207_课程表();
        leetcode207_课程表.canFinish(2, new int[][]{{1, 0}, {0, 1}});
    }

}
